新能源汽車(chē)空腔注蠟用可傾斜滾床設(shè)計(jì)

權(quán)冬冬，馮偉，朱易博，徐寧謙

（鹽城工學(xué)院機(jī)械優(yōu)集學(xué)院，江蘇 鹽城 224051）

輥?zhàn)舆\(yùn)輸機(jī)按驅(qū)動(dòng)方式可以分為無(wú)動(dòng)力式、動(dòng)力式和積放式輥?zhàn)舆\(yùn)輸機(jī)。按輥?zhàn)又畏绞娇煞譃槎ㄝS式和轉(zhuǎn)軸式。最終輸送設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需求采用動(dòng)力式輥?zhàn)舆\(yùn)輸機(jī)，輥?zhàn)觽鲃?dòng)方式為帶傳動(dòng)，動(dòng)力式輥?zhàn)舆\(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)呈主動(dòng)狀態(tài)，可以嚴(yán)格控制物品的運(yùn)行狀態(tài)，按規(guī)定的速度精確、平穩(wěn)、可靠的輸送物品。該項(xiàng)目最終滾床選型為動(dòng)力式定軸輥?zhàn)舆\(yùn)輸機(jī)。

1 設(shè)計(jì)計(jì)算

根據(jù)新能源汽車(chē)的外形尺寸、空清車(chē)殼的重量約490kg、滾床運(yùn)輸速度3～24m/s、滾床傾斜角度5～30°的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行計(jì)算。

1.1 床體的參數(shù)選擇與計(jì)算

1.1.1 輥?zhàn)拥拈L(zhǎng)度

輸送車(chē)殼是輥?zhàn)拥拈L(zhǎng)度根據(jù)物件寬度和寬度余量來(lái)決定。

式中：l——輥?zhàn)娱L(zhǎng)度（mm）；

b——物件寬度（mm）；

?b——寬度余量（mm），可取?b=50～150mm；

對(duì)于底部剛度很大的部件，在不影響正常輸送和安全的情況下，物件寬度可大于輥?zhàn)娱L(zhǎng)度，一般允許l≥0.8b。

?b取 100mm。

1.1.2 輥?zhàn)又睆?/p>

輥?zhàn)又睆紻與輥?zhàn)映休d能力有關(guān)，可按下式選取；

F≤[F]，F(xiàn)—作用在單個(gè)輥?zhàn)由系妮d荷（N）；[F]單個(gè)輥?zhàn)拥脑S用載荷（N）；

作用在單個(gè)棍子上的載荷 F，與物件質(zhì)量、支撐物件的輥?zhàn)訑?shù)以及物件底部特性有關(guān)，可按下式計(jì)算。

所以選取輥?zhàn)又睆紻=45mm。

1.1.3 輥?zhàn)娱g距

輥?zhàn)娱g距p應(yīng)保證在3個(gè)輥?zhàn)右陨?，本設(shè)計(jì)車(chē)殼托盤(pán)壓到6個(gè)輥?zhàn)印?/p>

式中：P——輥?zhàn)娱g距（mm)；

L——物件長(zhǎng)度(mm)；

1.1.4 輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的高度H

表1 輸送機(jī)高度

根據(jù)滾床實(shí)際運(yùn)行操作需求，選取高度H=560。

1.1.5 輥?zhàn)虞S的選擇

由于軸的強(qiáng)度和韌性需求較大，所以選用#20冷拉圓鋼。

由實(shí)心圓軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核公式；

可得軸的直徑設(shè)計(jì)公式；

式中：τT——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa；

T——軸所受的扭矩N˙mm；

W——軸的抗扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)mm3；

n——軸的轉(zhuǎn)速r/min；

P——軸傳遞的功率KW；

d——軸的計(jì)算直徑mm；

[τT]——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa；

所以軸的直徑選取d=30mm。

表2 軸的材料系數(shù)

1.1.6 強(qiáng)度校核

1.2 輸送減速機(jī)計(jì)算

式中：W1——輥?zhàn)虞S頸處的軸承阻力矩（N˙cm）

W2——物品沿輥?zhàn)拥倪\(yùn)動(dòng)阻力矩（N˙cm）

式中：μ為軸承摩擦系數(shù)

得

式中：k——物品與輥?zhàn)娱g的滾動(dòng)摩擦系數(shù)（cm）

表3 滾動(dòng)摩擦系數(shù)k值

1.3 選擇電機(jī)的額定功率

選取取輸送減速器型號(hào)R37DRS71S4/31rpm/0.37kw。

2 滾床

2.1 可傾斜滾床設(shè)備組成

包括床體、傾斜動(dòng)力裝置、前端夾緊組件、后端夾緊組件、底架、床體上蓋板、前端夾緊裝置蓋板以及傾斜動(dòng)力裝置蓋板。

傾斜動(dòng)力裝置還包括定位系統(tǒng)，所述定位系統(tǒng)包括推銷(xiāo)裝置和鎖止盤(pán)。

床體上設(shè)置有傾角傳感器。

2.2 滾床平穩(wěn)傾斜的保證

一般輸送線(xiàn)包涵多個(gè)工位，如何保證可傾泄?jié)L床在傾斜過(guò)程中的平穩(wěn)及傾斜到位后的角度一致性是滾床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

本設(shè)計(jì)可傾斜滾床的傾斜角度要達(dá)到5～30°，如何保證在傾斜過(guò)程中滾床的運(yùn)行平穩(wěn)且位置精確可調(diào)是最重要的。為了實(shí)現(xiàn)傾斜運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)，此滾床優(yōu)化了結(jié)構(gòu)形式和控制方式，取得了較好的應(yīng)用效果。

滾床傾斜裝置運(yùn)行時(shí)，滾床前后各設(shè)置了一個(gè)夾緊裝置，前端夾緊裝置夾緊，起到限位作用，前端夾緊裝置配有1.1kw的電機(jī)，設(shè)置有300mm滑槽，安裝了開(kāi)關(guān)控制設(shè)備。同時(shí)后端夾緊裝置采用雙層減震裝置，夾緊組件，同樣單獨(dú)配有0.25kw的電機(jī)，安裝有開(kāi)關(guān)，使傾斜裝置運(yùn)行時(shí)得以更加平穩(wěn)的進(jìn)行?？蓛A斜滾床的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用SEW 3kw/3.4rpm的型號(hào)，保證其反轉(zhuǎn)工作時(shí)的動(dòng)力充足、運(yùn)行平穩(wěn)。

圖1 可傾斜式注蠟滾床外形圖

可傾斜滾床設(shè)置有角度感應(yīng)裝置，當(dāng)傾斜裝置達(dá)到預(yù)先設(shè)好的角度后，電機(jī)收到反饋信號(hào)自動(dòng)停止。同時(shí)傾斜裝置還設(shè)有可伸縮桿，人工可以自行調(diào)整調(diào)度，進(jìn)而調(diào)整傾斜頂起的位置，保證滾床長(zhǎng)期使用不會(huì)產(chǎn)生頂起位置相同而造成損傷積累，進(jìn)而破壞;使注蠟機(jī)更好的工作。傾斜裝置設(shè)有推銷(xiāo)裝置和鎖止盤(pán)，車(chē)殼到達(dá)指定位置后推銷(xiāo)伸出插入鎖止盤(pán)中，防止脫落。傾斜部件后部設(shè)有螺線(xiàn)管，通電后帶有磁性，吸附在滾床床體上，使得整個(gè)傾斜的過(guò)程平穩(wěn)，無(wú)明顯的振動(dòng)現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)了注蠟全程的穩(wěn)定進(jìn)行。

設(shè)計(jì)的可傾斜式注蠟滾床外形圖如圖1所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

可傾斜滾床的研制，豐富了汽車(chē)空腔注蠟的工藝裝備貨架，通過(guò)在空腔注蠟生產(chǎn)線(xiàn)上的實(shí)際應(yīng)用，形成可傾斜滾床設(shè)備的設(shè)計(jì)制造的自主項(xiàng)目的空缺。可傾斜滾床在空腔注蠟工藝具有明顯優(yōu)勢(shì)，在國(guó)產(chǎn)汽車(chē)行業(yè)得到廣泛運(yùn)用將不斷帶動(dòng)國(guó)產(chǎn)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，為中小型企業(yè)帶來(lái)契機(jī)，降低產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備的采購(gòu)成本，推動(dòng)大家對(duì)輥?zhàn)舆\(yùn)輸機(jī)的研究與發(fā)現(xiàn)，形成標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的設(shè)計(jì)制造和維修標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展。